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光功能聚合物复合体系具有优异的光学功能和良好的生物相容性,已被广泛应用于传感、成像、疾病诊断及治疗等生物和医学领域。通过合理选择并设计聚合物及其复合组分,可制备出不同种类性能优异的光功能聚合物复合体系。有机共轭聚合物和无机金纳米簇(AuNCs)由于具有可调的荧光发射、光热转换和光动力转换等光物理和光化学特性,在荧光检测、生物成像和光控治疗等领域引起了广泛关注。因此本论文设计制备了多种基于共轭聚合物和金纳米簇的光功能聚合物复合体系,通过研究复合过程的内在机理,调控复合体系光学性能,实现多样化的生物应用。主要研究内容如下:1、将含有双发色团的荧光共轭聚合物与微生物相结合,利用荧光共轭聚合物与不同致病微生物结合的差异获得响应的荧光信号,构建出可快速鉴别并高效杀伤致病微生物的光功能聚合物检测体系。荧光共轭聚合物PFDBT-BIMEG主链含有能量给受体单元,侧链修饰的双咪唑基团可与微生物通过静电作用和离子型氢键结合。由于微生物表面结构和组分不同,引起PFDBT-BIMEG在微生物表面的聚集差异,导致荧光共轭聚合物的给受体基团间荧光共振能量转移(FRET)效率变化,产生响应的红蓝双色荧光信号。对荧光信号进行统计分析,可在15 min内准确区分革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌。进而根据荧光共轭聚合物与不同微生物的作用机理制定针对性的杀伤策略,利用PFDBT-BIMEG高效的活性氧产生能力有效杀伤多种致病菌,实现了该光功能聚合物体系在快速鉴别和高效杀伤微生物领域的应用。2、将具有光热效应的AuNCs与酰胺类单体共聚合,构建出具有光热转换性能和温度响应特征的光功能复合水凝胶体系,实现了对特定癌细胞的捕获和光控释放。在光热功能AuNCs表面共价连接烯丙基胺,获得含有烯基的金属类聚合单体,进而与酰胺类单体进行自由基聚合获得光功能聚合物复合水凝胶。烯基修饰极大提升了 AuNCs结构在自由基聚合过程中的稳定性,同时AuNCs作为共价交联点改善了复合水凝胶的力学性能。所制备的聚合物复合水凝胶兼具AuNCs的高效光热转换特性和聚合物的温敏响应特性。进一步修饰透明质酸,该复合体系可对过表达受体蛋白的特定癌细胞进行高效捕获。在红光照射下,AuNCs产生局域高温引起聚合物分子链间氢键网络的动态响应,实现癌细胞的光控释放。该光功能聚合物复合水凝胶体系具有良好的循环稳定性,可以应用于癌细胞的筛查及研究。3、将具有光热效应的共轭聚合物纳米粒子共价连接抗菌肽,通过近红外光辅助在共轭聚合物纳米粒子表面原位还原制备AuNCs,构建了兼具细菌杀伤、癌细胞杀伤及细胞成像功能的光功能复合纳米体系。在光热功能共轭聚合物PDPP-DBT纳米粒子表面共价修饰抗菌肽作为AuNCs的还原剂和配体。利用PDPP-DBT的光热转换性能将近红外光高效转化,提高反应体系温度,有效促进抗菌肽中氨基酸对金离子的还原,并加速反应体系内分子运动,加快AuNCs形核和生长,成功在有机光热纳米粒子表面原位还原制备出无机荧光AuNCs。制备出的光功能复合纳米粒子具有高效的抗菌活性、光热转换和荧光发射等性质,可用于荧光成像,并通过不同机制杀伤细菌和癌细胞。因此该光功能复合纳米体系可针对细菌感染及癌症并发的情况进行逐步治疗,便于实现多合一治疗/诊断方案。4、将荧光共轭聚合物纳米粒子与光热功能AuNCs共价接枝,构建出可用于癌细胞成像和光热杀伤的双功能复合纳米粒子。采用共沉淀法制备出荧光共轭聚合物纳米粒子,并在其表面静电组装富含氨基的聚乙烯亚胺,再通过共价接枝修饰上含有羧基的光热功能AuNCs。所制备的光功能复合纳米粒子同时具有荧光共轭聚合物可靠的荧光发射和AuNCs高效的光热转换特性。该光功能复合纳米体系在生理环境具有良好的稳定性,能够通过内吞作用进入癌细胞,在不同激发光下可以实现癌细胞的高效荧光成像和光热杀伤效果。